1. V přenosových vedeních ultra-vysokého napětí (UHV) nesou izolátory pouze velké mechanické zatížení, ale také musí splňovat požadavky na elektrickou pevnost; jejich spolehlivost přímo ovlivňuje bezpečný provoz přenosového vedení. Kromě toho musí izolační řetězce také splňovat požadavky na elektromagnetické prostředí, včetně požadavků souvisejících s rádiovým rušením. V přenosových vedeních UHV je rozložení elektrického pole podél izolátorového řetězce nerovnoměrné, se závažným zkreslením elektrického pole, zejména v blízkosti izolátorů na straně vodičů, kde je intenzita elektrického pole relativně vysoká. To způsobuje, že iniciace koróny a elektrolytická koroze v izolátorovém řetězci často začínají na izolátorech na straně vodičů. Instalace dobře-navržených koronových kroužků a stínících kroužků může účinně zlepšit distribuci elektrického pole izolačního řetězce a poskytnout anti-koronovou ochranu.
Státní klíčová laboratoř elektrické izolace pro energetická zařízení na univerzitě Xi'an Jiaotong z pověření Wuhan Line Power provedla trojrozměrné výpočty distribuce elektrického pole konečných prvků na tyčovém{2}}závěsném kompozitním izolátoru střídavého napětí 1000 kV.
Výpočty využívaly numerické metody konečných prvků a hraničních prvků s využitím výkonného softwaru pro analýzu konečných prvků a pracovních stanic s robustním modelováním těles, řešením, analýzou dat a zpracováním k provádění trojrozměrných výpočtů potenciálu konečných prvků a distribuce elektrického pole pro závěsný kompozitní izolátor 1000kV AC tyčového{2}}typu.
Mezi numerické metody pro výpočet elektrického pole patří především metoda konečných diferencí, metoda konečných prvků, metoda simulace náboje a metoda hraničních prvků. Metoda konečných prvků je metoda numerického řešení pro diferenciální rovnice, původně používaná k řešení problémů stavební mechaniky. V polovině 60. let byla metoda konečných prvků aplikována k řešení problémů elektrostatického, magnetického a proudového pole se složitými hranicemi v elektrotechnice.
2. Výpočtový model je založen na výkresech tyčového-závěsného kompozitního izolátoru 1000 kV typu AC a souvisejících parametrech poskytnutých společností Wuhan Laine Transmission and Transformation Equipment Co., Ltd. Trojrozměrný pevný model byl vytvořen podle skutečných rozměrů stožárů vedení 1000 kV, izolátorů, vodičů a prstenců s ohledem na zemní armatury a zemní armatury.
Závěsný kompozitní izolátor tyčového -typu střídavého proudu o napětí 1000 kV střídavého proudu využívá rovné -kalichové-věže ve tvaru. Postranní fáze jsou pozastaveny pomocí jediné struktury typu-připojení I-a střední fáze používají strukturu typu jediné-připojení V-. Délka izolační struny je 9500 mm a vodičem je ocelový lankový drát LGJ-500/35-jádrový hliník s osmi{15}}rozdělenou strukturou a roztečí podvodičů 400 mm. Konstrukční rozměry a model každé části jsou následující.
Distribuce elektrického pole
Výpočtový model tyčového závěsného kompozitního izolátoru 1000kV AC
3. Závěry
Na základě výpočtů rozložení potenciálu a elektrického pole a studie konfigurace koronového prstence pro tyčové-závěsné kompozitní izolátory střídavého proudu 1000 kV byly vyvozeny následující závěry:
1. Kvůli vlivu stožárů, vodičů, země a podmínek prostředí je rozložení elektrického pole závěsných kompozitních izolátorových řetězců 1000 kV AC tyčového{2}}typu nerovnoměrné. Zkreslení elektrického pole je vážné na straně vodiče, zatímco elektrické pole je relativně nízké ve střední části a na straně věže. Elektrické pole, kterému jsou vystaveny pláště izolátoru a vzduch na straně vodiče, je vyšší než to uprostřed. Rozumná konfigurace ekvipotenciálních kroužků může účinně zlepšit rozložení elektrického pole na straně vodičů izolační větve.
2. Když jsou nakonfigurovány jak velké, tak malé kalibrační prstence, je maximální intenzita elektrického pole v blízkosti vodičové strany kompozitního izolátoru fáze I přibližně 290 V/mm, zatímco maximální intenzita elektrického pole na straně věže je menší než 100 V/mm. Maximální intenzita elektrického pole se vyskytuje na vnějším povrchu velkého kalibračního prstence na straně vodiče a dosahuje 1388 V/mm; maximální intenzita elektrického pole na povrchu třídícího prstence na straně věže je 445 V/mm.
3. Když jsou nakonfigurovány jak velké, tak malé kalibrační prstence, je maximální intenzita elektrického pole v blízkosti vodičové strany kompozitního izolátoru fáze V přibližně 320 V/mm, zatímco maximální intenzita elektrického pole na straně věže je menší než 30 V/mm. Maximální intenzita elektrického pole se vyskytuje na vnějším povrchu velkého kalibračního prstence na straně vodiče a dosahuje 1626 V/mm; maximální intenzita elektrického pole na povrchu třídícího prstence na straně věže je 55 V/mm. Výše uvedená konfigurace je relativně rozumná a distribuce elektrického pole izolátoru je relativně rovnoměrná. 4. V důsledku stínícího efektu věže a velkého koronového prstence na straně věže je intenzita elektrického pole na straně věže kompozitního izolátoru relativně nízká a distribuce elektrického pole je relativně rovnoměrná. Účinek malého koronového prstence není zřejmý. Malý koronový prstenec proto nemusí být instalován na straně věže.